软件定义的内容中心网络关键技术研究

发布时间：2017-06-24 21:15

  本文关键词：软件定义的内容中心网络关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：内容中心网络(CCN)采用了灵活的内容命名规则,具有高效的内容寻址机制,是未来网络技术的一个重要研究对象。CCN融合了分布式网络缓存技术,能极大地提高数据分发的传输效率,有利于改善用户的业务体验质量。但CCN寻址方式与现行网络体制不完全兼容,论文从平滑演进的角度出发,探索软件定义的CCN实现技术。论文首先分析了CCN寻址、缓存的工作机理和技术特点,论述了软件定义网络(SDN)的可编程架构以及控制与转发相分离的技术方法,总结了已有基于SDN的CCN设计方案,并面向SDN功能扩展的可行性验证,讨论了网络仿真平台的选择依据。然后,论文设计了软件定义的内容中心网络(SdCCN),包括命名、寻址、缓存和基于代理的连接控制方案,并基于OpenFlow技术进一步设计了内容请求的解析功能、名字与转发标签的映射功能、名字寻址功能、集中式的缓存控制功能。论文基于Omnet++平台,提出了控制器的内容标签映射算法、元数据库管理算法,扩展定义了OpenFlow交换机的缓存模块,并开发完成了仿真原型。最后,论文设计了寻址实验用例、缓存实验用例和CCN对照实验用例,分别用于验证SdCCN的寻址功能、跟踪SdCCN的缓存控制过程和分析内容的副本数量,以综合评估SdCCN原型的可行性。仿真实验结果表明,SdCCN可为现有网络的平稳过渡提供一种可行方案。
【关键词】：内容中心网络 软件定义网络 内容寻址与缓存 系统设计与验证
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.02
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 专用术语注释表8-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题的研究动机9-12
• 1.1.1 内容中心网络和软件定义网络10-11
• 1.1.2 网络性能的仿真技术11-12
• 1.2 主要研究内容12-13
• 1.3 论文组织结构13-14
• 第二章 研究背景综述14-31
• 2.1 CCN技术分析14-17
• 2.1.1 CCN技术发展过程14-15
• 2.1.2 CCN的技术特征15-16
• 2.1.3 CCN的性能优势16
• 2.1.4 CCN的应用部署问题16-17
• 2.2 SDN及OpenFlow技术分析17-23
• 2.2.1 SDN南北向接口18-19
• 2.2.2 OpenFlow交换机和控制器的关系19-20
• 2.2.3 OpenFlow协议交互消息20-21
• 2.2.4 流表及匹配转发机制21-23
• 2.3 结合SDN的CCN技术方法23-26
• 2.3.1 CONET信息中心网络的设计方案23-24
• 2.3.2 ContentFlow代理的设计方案24-25
• 2.3.3 I.C.N.P的消息标识方案25-26
• 2.4 仿真方法与平台选取26-30
• 2.4.1 网络评估的一般方法26-27
• 2.4.2 OpenFlow仿真平台的对比分析27-28
• 2.4.3 Omnet++概要28-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 软件定义内容中心网络的系统设计31-44
• 3.1 SdCCN的架构设计31-35
• 3.1.1 系统的总体设计目标31-32
• 3.1.2 网络实体的分布结构32-33
• 3.1.3 内容寻址的功能模块33-35
• 3.2 内容寻址的控制流程35-36
• 3.3 缓存的控制流程36-41
• 3.3.1 服务器缓存方式36-38
• 3.3.2 交换机缓存方式38-41
• 3.4 内容请求的代理设计41-43
• 3.4.1 代理接入的方案41-42
• 3.4.2 控制面代理的方案42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 仿真原型的设计与实现44-55
• 4.1 OpenFlow的仿真对象结构44-46
• 4.1.1 交换机对象结构44-45
• 4.1.2 控制器对象结构45-46
• 4.2 SdCCN原型设计与实现46-54
• 4.2.1 内容名字提取模块47-49
• 4.2.2 标签映射模块及算法49-50
• 4.2.3 元数据管理模块及算法50-51
• 4.2.4 内容缓存模块51-54
• 4.3 本章小结54-55
• 第五章 实验设计及结果分析55-74
• 5.1 实验基础环境55
• 5.2 内容寻址实验55-63
• 5.2.1 可行性验证的仿真网络设计55-56
• 5.2.2 内容寻址的实验配置56-57
• 5.2.3 内容寻址的实验及结果分析57-63
• 5.3 内容缓存实验63-69
• 5.3.1 实验网络的拓扑设计63-64
• 5.3.2 服务器缓存的实验及结果分析64-67
• 5.3.3 交换机缓存的实验及结果分析67-69
• 5.4 SdCCN与CCN功能对照实验69-73
• 5.4.1 多用户请求的仿真网络设计69-70
• 5.4.2 对照实验的事件流程70-71
• 5.4.3 实验结果及对比分析71-73
• 5.5 本章小结73-74
• 第六章 总结与展望74-76
• 6.1 论文总结74-75
• 6.2 研究展望75-76
• 参考文献76-78
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文78-79
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目79-80
• 致谢80

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